基于单片机自动加料机控制系统设计资料.pdfVIP

第一章绪论

1.1题目来源及课题意义

在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术起这愈来愈重要的作用，并且，

随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。自动控制利用控制装置使被控

对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。本设计的自动加料机控制系统就是采用

自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。

1.2自动加料机控制系统的工作原理及技术要求

本设计的由单片机控制的自动加料系统是与料斗式干燥机配套的加料系统。根据

加料工艺要求，其工作原理是：先将真空管关闭，启动电机，用低真空气流将塑料树

脂粒子送入真空管，电机停转，再将粒子排入料斗，如此循环。

在设计的控制系统中，可用一个电机控制两个加料生产线，由方向阀切换。两个

生产线既可单独运行，也可同时运行。假如两者同时运行，当一生产线输送结束后，

判断到另一个生产线排料已经结束，那么,电机不停转而方向阀换向，从而为另一个

生产线送料。这样可以发挥控制系统和电机的效率，从而实现供料自动化。

控制系统的控制器有单片机89C51和扩展电路组成，单片机控制继电器，继电

器控制交流接触器，又由接触器控制电机等执行机构的运动。本控制系统可以根据送

料工艺的需要，设置两条生产线的输送、排料、满料、空料等参数值，也可装载系统

前次工艺参数值。

1.3系统的主要技术参数：

(1)用一台电机控制两条生产线

(2)要能检测到满料状态，并显示出输送、排料、满料时间

(3)时间误差：0.1秒

(4)具有抗干扰能力

第二章方案论证

2.1单片机的选择

20世纪80年代以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言，世界上一些

著名的计算机厂家已投放市场的产品就有50多个系列，数百个品种。目前世界上较

为著名的8位单片机的生产厂家和主要机型如下：

美国Intel公司：MCS—51系列及其增强型系列

美国Motorola公司：6801系列和6805系列

美国Atmel公司：89C51等单片机

美国Zilog公司：Z8系列及SUPER8

美国Fairchild公司：F8系列和3870系列

美国Rockwell公司：6500/1系列

美国TI(德克萨司仪器仪表)公司：TMS7000系列

NS(美国国家半导体)公司：NS8070系列等等。

尽管单片机的品种很多，但是在我国使用最多的还是Intel公司的MCS—51系列单片

机和美国Atmel公司的89C51单片机

MCS—51系列单片机包括三个基本型8031、8051、8751

4个8位并行I/O口、1个全双工串行口、2个16位定时器/计数器，但片内无程序存

储器，需外扩EPROM芯片。比较麻烦，不予采用

不超过4K字节的小系统。ROM内的程序是公司制作芯片时，代为用户烧制的，出

厂的8051都是含有特殊用途的单片机。所以8051适合与应用在程序已定，且批量大

的单片机产品中。也不予采用。

的小系统。用户可以将程序固化在EPROM中，可以反复修改程序。但其价格相对

随着大规模集成电路技术的不断发展，能装入片内的外围接口电路也可以是大规模

的。也不予采用。

单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。此设计就采用

AT89C51。

2.2物位传感器的选择

物位是指贮存容器或工业生产设备里的液体、粉粒壮固体、气体之间的分界面位

置，也可以是互不相溶的两种液体间由于密度不等而形成的界面位置。根据具体用途

分为液位、料位、界位传感器或变送器。物位不仅是物料耗量或产量计量的参数，也

是保证连续生产和设备安全的重要参数。特别是在现代工业中，生产规模大，速度高，

且常有高温、高压、强腐蚀性或易燃易爆物料，对于物位的监视和自动控制更是至关

重要。

物位测量可用于计算物料储量。对于粉粒体，必须考虑到颗粒间有空隙，应区分

密度和容重。密度是指不含空隙的物料每单位体积的质量，即通常的质量密度p,如

果乘以重力加速度g,就成为重力密度r,简称为重度。容重是包含空隙在内的每单

位体积的重量γv.也就是视在重度或宏观重度，它总要比颗粒物质本身的重度小，其

差额决定于空隙率。而空隙率又取决与许多因素。例如颗粒形状、尺寸的一致程度、

是否受外力压实、是否经受过振动、有无黏结性等，所以粉粒体物料的体积储量和质

量储量之